如何學習可編程邏輯控制器（PLC）？

工位旁的機架上的PLC（拆掉了正面面板，不影響使用）

·藍色的線是Micro/WIN和PLC通信的網線

·上面一排端子是信號輸入端子和供電端子

·下面一排段子是輸出端子和給擴展模塊的供電端子

·左下方是RS485接口

·左右兩面還有一些標識信息，如訂貨號、FS號等

總結一下，學習PLC的成本：

1.購買SR20：600多元

2.組態軟體免費

3.SR2可以直接使用220V電源供電，也可以使用24V電源。從安全性的角度考慮，建議使用24V電源

我曾經用一個SR20加一些外部設備，打造了一個全自動化的小型灌溉系統，總成本不超過1000元。感興趣的知友可以在後文看到簡單的設計方案和接線方式。

二、 PLC入門

PLC是一個集成度非常高的系統，在實際工作中，可能只有部分功能被用到，但在學習時，需要全面了解下PLC的功能。SMART PLC就是一個非常好的入門系列，剛才我們提到了，SMART PLC的操作工具是Micro/WIN。所以學習SMART PLC就是學習Micro/WIN。

我們內部也會交流SMART PLC的學習體會，大家普遍的感受是，SMART系列的學習成本非常低。我們在設計SMART PLC的功能時，會把易用性作為首要考慮的因素，即使沒有編程經驗，也能在短時間熟悉使用PLC產品的絕大部分功能。

性價比高，好上手，可靠，這就是SMART系列在中國如此成功的原因之一。

關於PLC究竟要學些什麼內容，市面上有很多關於SMART PLC的書籍，在此不作贅述。而關於Micro/WIN的操作方法教程，以下網址中也有入門操作的視頻課程，全部都是免費的。

作為西門子PLC產品的研發人員，長期接觸PLC，有幾個高效學習的小技巧分享給大家。這些小技巧很容易被忽視，大多數工作幾年的PLC研發人員可能也不知道，但這些技巧對於初學者又非常重要。

·設置PG/PC接口

在初次安裝Micro/WIN時，需要設置PG/PC接口。SR/20集成了標準乙太網口，可以使用PC物理網卡和PLC直接通信，所以無需購買昂貴且傳輸速率不高的PPI線。

PG/PC接口是什麼呢？很多剛接觸西門子PLC的同學會有這樣的疑惑，PG/PC其實指的是電腦，說到這裡，還有個PLC「被迫改名」的小故事。

上世紀70年代，PLC還不叫PLC，叫PC，原文為「programmable controller」意為「可編程控制器」；但後來居上的個人電腦（Personal Computer）也被簡稱為PC，兩者容易混淆，於是可編程控制器只好「被迫」改名，在「programmable controller」加入了」Logic」這個單詞，成為「Programmable logic controller」，簡稱PLC。而PG原文為」Programmer」，漢語意思為」編程器」，其實指的就是電腦。

接下來在Access Point of the Application這裡選擇MWSMART，意為我們需要給Micro/WIN連接PLC設置一個網絡接口，在列表中選擇有線乙太網口。

·連接設置PLC

在連接CPU的時候，先選擇通信接口，這裡選擇物理網卡，跟上面設置PG/PC作用是一樣的。點擊」查找CPU」，SR20就會響應指令然後將識別信息發送給Micro/WIN。

選中SR20點擊確定後，Micro/WIN和PLC建聯成功。然後通過」編輯」可以給PLC設置身份信息，通過」閃爍」指示燈可以讓PLC的LED燈交替閃爍。

這裡需要說一下，對SMART來說，」CPU」和」PLC」是同一個東西，不必疑惑。

·查看、設置更多信息

連接上PLC後，就可以開始操作PLC了。

很多人都不知道時間設置在哪裡，在「PLC」菜單欄」中選擇」設置時鍾」就可以設置時間了。

設置時鐘的操作一般只需要在初次連接PLC的時候進行，PLC內部有獨立的時鐘，可以斷電保持7天。PLC在運行中也會實時糾正時鐘誤差，即使連續運行幾年，誤差都不會超過2秒鐘。在小型PLC中這是一個非常高的精度。

在自動化系統中，我們需要經常操作的一個步驟是，檢查系統當前是否正常運行，性能狀況如何，是否有警報信息。這些都在「PLC」菜單下的「PLC」功能塊裡面。

在PLC的調試和運行過程中，我們會經常打開這個介面，檢查PLC的運行情況。

·調試模擬PLC

調試和模擬功能是Micro/WIN非常重要的功能，這個功能非常實用並且操作簡單，它可以方便地模擬實際運行過程中無法生成的參數，讓操作者能夠提前發現程序和配置中的問題，和生成最優的參數，能夠有效地降低系統的風險。

但往往一些經驗豐富的工程師都不知道或者不會使用這個功能，所以在這裡詳細地講述一下。

下面是一個簡單的起保停電路的梯形圖，通過左邊項目樹中的」指令」目錄可以添加這些指令。

然後，我們把這段程序下載到PLC中去執行下，會發現一些有趣的事情。

下載時，如果還沒跟PLC建立連接，Micro/WIN會彈出通信對話框提示先連接PLC。

下載完成後，點擊」RUN」按鈕，通知PLC開始執行程序。

通過下載對話框可以訪問在線幫助手冊，它包含了所有PLC編程相關的信息，比市場上所有的相關書籍都更重要，即使是已經操作熟練的PLC專家也需要經常查閱在線幫助手冊。

按F1也可以打開這個文檔，還可以把這個文檔從Micro/WIN的安裝目錄（默認在C:\Program Files (x86)\Siemens\STEP 7-MicroWIN SMART\Help\S7MicroWinSmart_804.chm））中拷貝出來，方便隨時翻閱學習。

下載完成後，可以將CPU設置為RUN模式，Micro/WIN還提供了很強大的調試和觀察程序運行的功能，請點擊「程序運行」按鈕。

藍色表示能流流通，灰色表示能流未導通。從圖上看到，由於I0.0對應的輸入端子沒有檢測到高電平，因此I0.0這個輸入印象區的值為0，觸點打開，能流就不能流到後面去了，M0.0也沒有接通，處於打開狀態。

沒有給I0.0對應的輸入端子接電信號，又想調試怎麼辦呢？Micro/WIN有一個利器，」狀態圖表」。

我們寫入I0.0然後點擊監控按鈕，可以看到I0.0的值為0，給它輸入一個值1，然後點監控旁邊」強制」按鈕，再試試看。

可以看到，I0.0被強制為1。PLC不再從輸入端子檢測電信號，而是讀取給它寫入的值作為I0.0的值。可以對能訪問到的所有內存區執行強制操作，這對調試非常有用。

下面是強制後的程序狀態：

M0.0閉合了，取消I0.0的強制再觀察，會看到M0.0還是閉合狀態，這就是起保停電路的作用。

需要說明一點，當用戶處於監控狀態時，是無法作業系統塊，嚮導等等功能的。如果點擊了某個按鈕但是Micro/WIN沒反應，這多半都是因為當前處於監控狀態。

如下圖，再添加兩個指令，然後再將它下載到PLC。

然後監控程序運行狀態。

當再次將I0.0強制的時候Q0.0立即變為1，同時能聽到繼電器Q0.0閉合的聲音。如果將負載，比如電機、燈泡等設備連接到PLC，那麼設備立即會運轉起來。

這裡再講一下如何接線。

第一步，將24V電源的正極和SR20的輸出端子中的1L連接

第二步，將負載（如電機）的輸入正極和輸出端子如Q0.0連接

第三步，將24v電源的負極和負載輸入的負極連接

如果有多個負載，那麼就從Q0.1-Q0.7端子接線。每一個輸出端子可以承載最大2A電流，因此切記不要超負荷運行。

另一方面，Q點總共有8個，分成兩組，Q0.0-Q0.3，都需要通過1L這個輸入端子接到24V開關電源上。如果還需要接更多的負載，那麼就需要給2L這個輸入端子供電，通過Q0.4-Q0.7和負載連接了。

三、拓展模塊和進階學習

拓展模塊

SMART之所以性價比高，是因為它僅僅集成了核心的功能，對於個性化的自動化項目/產品功能，是用擴展模塊的方式來實現的，這樣客戶就不用為不需要的功能買單了。

SMART的擴展模塊目錄在在線幫助文檔里可以查看到。

擴展模塊的安裝也非常簡單，PLC右側的長方形塑料片是可以摳下來的，後面就是插模塊的位置。插好模塊後，在「系統塊」的EM行中選擇剛才插入的擴展模塊就完成組態了。

我個人用的最多的模塊是AR02，我上面提到的全自動化農業灌溉系統就是用AR02擴展模塊實現的。

致用所學

AR02拓展模塊是專門為檢測溫度打造的，價格大約在200元多一點（價格有可能上下浮動）。也無需再購買額外的供電電源，PLC右下方24VDC字樣下方的兩個端子L+和M可以給它供電。

我又增加了一個大約30元的溫度傳感器Pt100，接到AR02上面的輸入端子中。接線完成後通過AIW16讀取實時溫度，在程序中根據溫度做不同的處理。這樣，一個全自動化農業灌溉系統就做好了。

這個全自動化農業灌溉系統簡化版本的設計方案如下:

1.簡化版本用到的硬體設備：

·Pt100一個，用來採集實時溫度

·AR02擴展模塊一個，接收並處理溫度傳感器的數據

·SR20一個，控制器，處理用戶程序

·24V2A水泵一個

·水管和噴頭，根據實際需要購買

·PVC塑料水管，用於固定水管和噴頭（這個不是必須的）

·24V5A電源一個，給控制器和水泵供電

·其他如電線，固定PLC的支架等，根據需要選購

2.接線圖：在第二部分已經講過詳細接線方式，簡化版本的示意圖如下：

3.程序：

·refresh_schedule，smartlib為生成澆灌計劃的庫，密碼為TIC_new_hope_V 1 3

·magic_lanterns.smartlib為」魔幻彩燈」的庫（可以不用），用來點亮彩燈的程序，按照設計，每天早上6:45-7:00，晚上6:50-7:50彩燈點亮，特殊的節日如情人節、聖誕節，彩燈都會點亮，密碼為 TIC_new_hope_V_1_3，將這兩個庫複製到C:\Users\Public\Documents\Siemens\STEP 7-MicroWIN SMART\Lib目錄以便調用

·tic-r-1-5-7-h.smart是主程序，會調用上面那兩個庫執行澆灌以及點亮彩燈任務，如果不需要彩燈，刪除程序最後一段調用magic_lanterns的代碼即可

附上程序:

自動澆灌系統.rarpan.baidu.com/s/1G4INgmEJUY0LeNVgTY0aqA

這些設計和程序由我開發編寫，各位知友可以任意使用並且修改。上面這個設計是最簡單版本，再提供一些思路供拓展訓練：

拓展1：不同的植物對水的需求往往不一致，可通過增加水泵和修改程序來對更多的植物澆灌

拓展2：連接制熱設備(如暖氣爐)而不是水泵，根據空氣溫度自動調節室內溫度

拓展3：PLC可以通過OUC跟任何支持網絡(標准TCP/IP)的設備進行通信，如跟PC通信，可以在PC端執行機器學習或神經網絡程序（例如人臉識別），將需要執行的動作發送至PLC。

再回到題主的問題，如果想更好的學習PLC，那麼一個辦法就是，致用所學，大家在學習過程中也不妨試一試。

此全自動化農業灌溉系統僅供拋磚引玉。PLC能夠支持非常複雜的功能，如運動控制，高速計數器，Profinet等，這些功能都在Micro/WIN左側項目樹下的「向導」目錄中。

當熟悉了Micro/WIN嚮導下的功能後，甚至可以用SR20打造一個自動化產線。

最後總結：

1．推薦選擇SR20作為入門PLC的產品，成本低，易用性強，軟體免費，拓展性強

2．學習PLC，用免費的Micro/WIN軟體就可以，線上有幫助手冊，上文也介紹了常規教程中不常見的操作

3．有問題可以在西門子官網（從視頻教程網頁導航至官方論壇）上提問，西門子專家團隊會定期回答